Eine neue Studie im Fachmagazin Nature Communications beziffert erstmals, wie stark die weltweite Stromproduktion wachsen müsste, um bis 2050 komplett auf fossile Energien verzichten zu können: um bis zu 80 Prozent. Forscher des IIASA zeigen, warum der bloße Ausbau erneuerbarer Energien dafür nicht ausreicht und welche Konsequenzen das für Deutschland hätte.
Der Ausbau erneuerbarer Energien gilt als zentrale Voraussetzung für das Erreichen der internationalen Klimaziele. Strom aus Wind, Sonne und Wasserkraft soll fossile Energieträger wie Kohle, Öl und Erdgas schrittweise ersetzen und damit den Ausstoß klimaschädlicher Treibhausgase deutlich senken.
Gleichzeitig müssen viele Bereiche wie Verkehr, Industrie und Heizsysteme elektrifiziert werden, was den weltweiten Strombedarf in den kommenden Jahren deutlich ansteigen lässt. Forscher des Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA) haben analysiert, wie stark die Stromproduktion weltweit wachsen müsste, um einen weltweiten Ausstieg aus fossilen Brennstoffen bis 2050 zu ermöglichen.
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60 bis 80 Prozent mehr Strom für Fossilausstieg: Was die IIASA-Studie ergibt
Klimafreundliche Technologien und der Verzicht auf fossile Energieträger sollen künftig den Ausstoß von Treibhausgasen deutlich einschränken. Ziel ist es dabei, die globale Erderwärmung möglichst auf 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu begrenzen.
Die Studie der IIASA-Forscher, die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht wurde, betrachtet verschiedene Szenarien für einen weltweiten Ausstieg aus fossilen Energieträgern bis zum Jahr 2050. Um einen vollständigen Ausstieg weltweit zu erreichen, müsste die globale Stromerzeugung um etwa 60 bis 80 Prozent steigen. Das würde demnach auch einen deutlich schnelleren Ausbau erneuerbarer Energien voraussetzen.
„Dekarbonisierung und ein vollständiger Ausstieg aus fossilen Brennstoffen werden oft so behandelt, als handele es sich um ein und dasselbe – unsere Studie zeigt jedoch, dass sie sehr unterschiedliche Transformationspfade implizieren können“, erklärt Hauptautor Shotaro Mori vom IIASA. „Ein vollständiger Ausstieg aus fossilen Brennstoffen ist technisch machbar, erfordert jedoch einen weitaus schnelleren Ausbau erneuerbarer Stromerzeugung, von Wasserstoffsystemen sowie eine tiefgreifendere Transformation der Endenergiesektoren, als dies in konventionellen 1,5-Grad-Pfaden vorgesehen ist.“
Für ihre Studie haben die Forscher verschiedene anerkannte Energiesystemmodelle kombiniert und Szenarien verglichen, die zum einen mit dem 1,5-Grad-Ziel vereinbar sind und in denen zum anderen Kohle, Öl und Erdgas zwischen 2050 und 2100 vollständig auslaufen.
Für die Erreichung eines „Null-Fossil“-Szenarios müsse demnach die Stromerzeugung bis 2050 enorm ansteigen. Das würde auch „einen weitaus schnelleren Ausbau“ von Solar- und Windenergie bedingen. Doch auch die Produktion von grünem Wasserstoff müsste deutlich erhöht werden – vor allem für Bereiche, die nicht elektrifiziert werden können.
Was bedeutet der Fossil-Ausstieg für Deutschlands Strombedarf?
Deutschland verfolgt das Ziel, bis zum Jahr 2045 klimaneutral zu werden und den Anteil erneuerbarer Energien am Stromverbrauch bis 2030 auf mindestens 80 Prozent zu erhöhen. Dafür sollen vor allem Windkraft- und Solaranlagen deutlich schneller ausgebaut werden.
Der gesamte Stromverbrauch hierzulande betrug im Jahr 2025 rund 500 Terawattstunden. Davon wurden 91 Terawattstunden aus Solaranlagen erzeugt, 107 stammten aus Onshore-Windkraftanlagen. Insgesamt erreichte die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im vergangenen Jahr knapp 290 Terawattstunden – also rund 58 Prozent des benötigten Stroms.
Würde durch den kompletten Umstieg auf erneuerbare Energieträger und die Elektrifizierung nun aber der Strombedarf um 60 bis 80 Prozent steigen, müsste der Ausbau von Solar- und Windkraft auch hierzulande deutlich steigen.
| Strombedarf | Anteil Solarenergie (91 TWh) | Anteil Onshore-Windkraft (107 TWh) | Summe | |
|---|---|---|---|---|
| 2025 | 500 | 18,2 Prozent | 21,4 Prozent | 39,6 Prozent |
| + 60 Prozent | 800 | 11,4 Prozent | 13,4 Prozent | 24,8 Prozent |
| + 80 Prozent | 900 | 10,1 Prozent | 11,9 Prozent | 22,0 Prozent |
Warum erneuerbare Energien allein nicht reichen
Doch die Studie legt auch nahe, dass ein einfacher Umstieg auf erneuerbare Energieträger nicht ausreicht, wie Ko-Autor Volker Krey vom IIASA erklärt: „Die Ergebnisse zeigen, dass es beim Ausstieg aus fossilen Brennstoffen nicht bloß darum geht, eine Energiequelle durch eine andere zu ersetzen.“
Vielmehr müsse „eine tiefgreifende Umstrukturierung der globalen Energiesysteme, industriellen Prozesse, Infrastrukturinvestitionen und internationalen Handelsmuster“ angestrebt werden. Das würde verglichen mit heute auch eine Verdoppelung bis Verdreifachung der durchschnittlichen jährlichen Investitionen in die nicht-fossile Stromerzeugung im Zeitraum von 2026 bis 2050 bedeuten.
Gleichzeitig müssten dabei auch Fragen der Gerechtigkeit und eines gerechten Übergangs berücksichtigt werden. Das gelte vor allem für Länder, deren Wirtschaft stark von fossilen Brennstoffen abhängt.
Die Studie betont, dass der Übergang nur durch enge internationale Zusammenarbeit erfolgreich gestaltet werden kann. Zudem brauche es eine koordinierte Planung, um den Wandel im Energiesystem geordnet umzusetzen. Ergänzend seien politische Maßnahmen notwendig, die insbesondere betroffene Regionen und Arbeitskräfte beim Strukturwandel unterstützen.
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